基于单片机的步进电机细分技术研究

摘要文章介绍了用单片机实现步进电机高精度细分技术，在对现有的步进电机的细分技术方案探讨的
同时，提出并介绍了基于AT89C51单片机控制的斩波恒流均匀细分驱动方案及实现技术。运行的结果表明所设
计的驱动器具有细分精度高，运行平稳且噪声小、功耗小、可靠性好、体积小和性价比高等优.点。
    关键词步进电机;细分技术;单片机控制;恒转矩;斩波恒流
  
          Research into Subdivided Technology of Stepping Motor Based
                          on Single Chip Computer
                                Deng Yanni，Zhang Liepiao
            (School of Automation, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070，China)
    Abstract In this paper, the subdivided technology of stepping motor based on single chip computer is in-
troduced and the subdivided technology project of stepping motor is discussed. The drive scheme of chopping
wave constant current and even division based on AT89C51 chip microcomputer and the relative technique are
presented. The operating result indicates that the designed drive system has the advantages of reliability, stabil-
ity, small size, high division precision, low noise and power lose and good cost performance.
    Keywords stepping motor; subdivided technology; single chip computer control;constant torque; chop-
ping constant current
    步进电机是一种将离散的电脉冲信号转化成
相应的角位移或线位移的电磁机械装置，它输出
的角位移与输人的脉冲数成正比，转速与脉冲频
率成正比，是一种输出与输人脉冲对应的增量驱
动元件。该元件具有转矩大、惯性小、响应频率
高等优点，已经在当今工业上得到广泛的应用。
但其步矩角较大，一般为1.5“一30，往往满足不
了某些高精密定位、精密加工等方面的要求。实
现细分驱动是减小步距角、提高步进分辨率、增
加电机运行平稳性的一种行之有效的方法。多年
来，国内外同行都在努力寻求步进电机细分技术
收稿日期:2006-09-28
作者简介:邓燕妮(1962一)，女，副教授。研究方向:计
算机控制系统，香棒优化控制等研究。章烈荆(1980一)，
男，硕士研究生。研究方向:智能控制。
的最佳方案及最高细分精度。
，细分技术方案探讨
    细分的基本概念为:步进电机通过细分驱动
器的驱动，使其步距角变小。如驱动器工作在10
细分状态时，其步距角只为电机固有步距角的十
分之一。也就是，当驱动器工作在不细分的整步
状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动
1.80;而用细分驱动器工作在10细分状态时，电
机只转动了0. 180。细分功能完全是由驱动器靠精
确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。目
前，国内外的步进电机细分技术的最高微步距细
分水平为25. 5"，而随着科学和工业技术发展，这
一细分水平对于目前很多要求5”以下的微步距角
来说，仍远远不能满足要求。为什么长期以来步